无功补偿技术在电气自动化中的应用分析

无功补偿技术在电气自动化中的应用分析【摘要】：当前，我国经济正以迅猛的姿态快速发展，我国的电气自动化技术也在各个领域得到了广泛应用并日趋成熟，这也推动了我国工业化的进程，促进了国民经济的发展。鉴于电气自动化应用的广泛性和深入性，我们需要对电气自动化中关键的无功补偿技术做更深入的分析和研究。本文就针对无功补偿技术在电气自动化的应用上，做如下的阐述。【关键词】：无功补偿技术电气自动化应用分析一、前言随着电气自动化技术在各个领域的应用，但电气自动化技术本身还存在着一些缺点，如电气自动化设备受到一些复杂的单相电力负荷变化的影响，会产生一些非线性因素增强、谐波含量较大、无功功率增大等问题，这直接影响了电气自动化系统的经济性，而无功补偿技术是对电气自动化应用中的一些不足的改进。本文就重点介绍电气自动化中如何合理采用无功补偿技术。二、电气自动化发展的现状和无功补偿技术应用的背景随着我国经济的快速发展，电气自动化技术和设备也在各个领域获得最广泛的应用，如供电变电所的设立、高铁牵引系统的应用，但由于电气设备中大量的非线性负载和线性投入使用，使得电气线路的谐波含量较大和无功功率增大等问题严重，使电气自动化设备损耗电能增大，也制约了电气自动化技术的良性发展。而随着电气自动化技术应用的范围增大和程度加深，也最终会影响电力系统安全运行和电气供电系统的一个重要因素。目前，这种难题已取得了重大突破并取得了一定的研究成果，这就是无功补偿技术。无功补偿装置的开发与应用不仅提高了电力线路的运行质量，改善资源利用率，减少损耗，还能保证供电系统的安全性，提高电气系统运行稳定性。现在，无功补偿装置也得到了电力部门和用电企业的高度关注，并在更深更广领域得到了推广和应用。三、无功补偿技术的应用1、无功补偿设计的要求电气自动化系统设计中，就要根据系统变压器的容量和台数、电力拖动设备的类型等问题，以降低线路感抗、提高线路功率因数为目的进行优化选型。同时，在能满足其他要求条件的情况下，应尽可能采用同步电动机或对设备采取空闲工作制来提高用电企业的自然功率因数。当采用提高用电企业自然功率因数的方法仍难以凑效时，就要借助于无功补偿装置来完成。当前，应用最多的是在线路上并联电容器组的方法，具体补偿时应该遵守平衡补偿的原则。具体的说有以下三点：一是对基本无功负荷进行补偿时，应采用在配变电所内实施集中补偿，并且要采用具有自动调节功能的补偿装置，以避免因补偿过度而导致的无功负荷倒送现象。二是电容器的选择要以无功负荷的电压等级为依据，对于低压无功负荷，要用低压电容器补偿，而对于高压无功负荷，要采用高压电容器补偿。三是对于持续运行且容量较大且平稳的负荷，当无功计算值超过100kvar时，应在无功负载附近进行就地补偿，并且要保障补偿装置能与线路设备同步通断电。2、无功补偿技术的特点和实现形式无功补偿技术各有各的特点，在实现途径上也各有不同，其中主要有以下几种：（一）真空断路器投切电容器。这个设备的主要特征就是简单而且投资很小，但也有缺点：就是在合闸时，电容器上会产生过高的电压，可能会损坏设备。另外，由于开关寿命的有限，不能对其进行频繁的投切，否则会影响了动态补偿的效果。（二）固定滤波器、可控饱和电抗器。这个设备主要通过调节饱和电抗器的磁饱和程度来改变流入回路的感性电流，然后让感性电流与并联滤波器中的多余容性无功功率相互抵消，最终达到一个平衡。其特点是固定滤波器的并联滤波支路可以长时间投入，但会产生谐波，对设备来说也会产生一些损耗，噪声也较大。（三）固定滤波器和晶闸管调节电抗器。这种设备通过电抗器与反并联晶闸管串联，使其与并联滤波器中多余的容性无功补偿电流抵消，最终达到平衡，最终满足其对功率因数的要求。其特点是固定滤波器可以长期投入使用，而所需要的晶闸管数量较少，响应的速度较快。其缺点是会产生谐波现象。（四）有源滤波器。有源滤波器是使用电力电子装置产生与负荷中的谐波电流以及和负序电流相位相反的电流，让其相互抵消，以满足电源对总谐波和无功电流的要求。其特点是补偿灵活、调节速度快，而且不会和系统发生谐振现象。其缺点是电力电子设备的价格比较昂贵。（五）固定滤波器、电容器和电抗器的调压。这种设备主要是通过调节降压变压器的低压侧母线电压来调节、连接低压母线上的滤波器或者电抗器电压，从而改变其无功出力的情况。在调节的过程中，主要利用晶闸管通断和分接开关的无载调节。在实际的应用过程中，可以通过加装来提供稳定的无功功率以及实现滤波作用。还有另外两种：一是：有源滤波器和无源滤波器，目前还处于研究阶段；二是固定滤波器和晶闸管调节变压器，对于有功的损耗较大，其在补偿方案没有得到广泛应用。虽然无功补偿技术得到了广泛的应用，但是随着我国电气自动化设备中非线性因素的不断增强和单相电力牵引负荷变化的不断复杂化，还要求相关人员对无功补偿技术应用方面有更加深入的分析和研究。四、结束语无功补偿技术是因为电气自动化设备中的单相电力牵引负荷变化复杂和非线性因素增强产生一系列问题而被深入研究的。现在虽然取得一些成果并被应用，但随着应用的更加深入、更加广泛，对无功补偿技术在电气自动化中的应用的研究也要随着深入和加强，以适应各个行业、项目的要求。现阶段，可以从滤除、抵消指定的谐波、提高电气的功率因数、降低负序以及构成有效的滤波通路等方面进行研讨和深入，从面提高设备的使用率和安全性，延长设备的寿命、降低能耗，为推动国家工业化进程、加快国民经济的发展做出贡献。参考文献[1]金永旺.对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[j].科技论坛,2012(14).[2]谢常华.电气自动化的发展[j].企业导报.2010,11.[3]张振华.创新——电气自动化深化改革的灵魂[J].科技与生活，2010（14）.[4]王亚云.我国电气自动化行业的改革与发展研究[J].科技创新月刊，2010（8）